[发明专利]一种应用于无人机的电子辅助波束对准方法

说明书

本发明提供了一种应用于无人机的电子辅助波束对准方法，属于无人机技术领域，具体涉及无人机测控通信技术。该方法首先通过GPS和无人机姿态传感器模块获取无人机的实时姿态信息，并将这些信息处理后发送给天线处理单元；然后天线处理单元实时纠正无人机的位置和姿态变化量，使机载天线波束始终对准地面测控站；最后采用模拟波束成形算法进行更精确的二级对准。本发明减小了天线处理单元波束成形算法的复杂度，提高天线的对准精度以及系统处理的实时性。

技术领域

本发明属于无人机技术领域，涉及无人机测控通信技术，具体涉及一种应用于无人机的电子辅助波束对准方法。

背景技术

在无人机测控领域，如何将机载天线波束与地面测控站对准是技术难题。目前，主要采用伺服跟踪天线以及波束成形算法实现波束自对准。但是，伺服跟踪设备重量大、功耗大并且跟踪速度慢，不适用于无人机的机载通信链路，而传统波束成形算法对硬件要求较高、算法复杂度高。因此，上述两种常用方法不适用于无人机。

发明内容

本发明为解决上述问题，找到一种适用于无人机的波束对准方法，提出了一种应用于无人机的电子辅助波束对准方法。

所述的应用于无人机的电子辅助波束对准方法，包括：

(1)采集无人机当前时刻的GPS位置及无人机的姿态信息，并作为初始参考值；

(2)实时获取无人机实时的姿态信息，计算无人机的移动位移和姿态变化量，确定无人机与地面测控站的相对位置，以及无人机机载天线的波束发射角；

(3)根据无人机实时姿态信息与初始参考值相对差值，进行波束一级对准。

(4)采用模拟波束成形算法进行二级精确对准。

(5)根据设置的更新时间判断是否需要更新初始参考值，如果是，则转(1)执行；否则，转(2)执行。

本发明的优点及其带来的有益效果在于：

(1)本发明利用机载传感器信息进行辅助波束对准，该方法充分利用机载航电设备反馈的信息辅助进行机载天线与地面测控站的波束对准，可以减小天线处理单元波束成形算法的复杂度，提高系统的实时性。

(2)本发明采用二级波束对准技术，该方法通过一级电子辅助对准后进行二级波束成形算法的精确对准，可以提高天线的对准精度以及系统处理的实时性。

附图说明

图1为本发明电子辅助波束对准的整体步骤流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行进一步说明。

本发明提供了一种应用于无人机的电子辅助波束对准方法。该方法采用了电子辅助波束对准方案，首先通过GPS信息确定无人机与地面测控站的相对位置，并根据无人机姿态传感器模块反馈的无人机实时姿态变化角度和加速度，测控通信系统做一级波束对准，在补偿了无人机姿态变化后，再进行模拟波束成形二级对准。本方法具有跟踪精度高、算法复杂度低、重量轻以及功耗小的特点。

如图1所示，应用于无人机的电子辅助波束对准方法，具体步骤如下：

步骤1：采集无人机当前时刻的GPS位置及无人机的姿态信息，并作为初始参考值。

通过GPS确定无人机与地面测控站的相对位置，结合无人机姿态传感器模块将无人机位置反馈至天线处理单元。无人机采用传统单波束天线工作。

在之后的波束对准过程中，天线处理单元将以该时刻的姿态信息为准进行波束实时的一级校准，并且通过定时更新初始参考值的方式消除传感器纠正的累积误差。